基于CFD的多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究.pdf

1、船舶在航行中不僅會(huì)受到波浪力的作用，還會(huì)受到風(fēng)載荷的影響，雖然MOSS型LNG船舶上層建筑相互之間對(duì)于風(fēng)載荷影響不可忽略，但是各部分相對(duì)獨(dú)立，具有明顯的繞流特性，類似于多組合半球體繞流，通過(guò)對(duì)多組合半球體繞流特征的數(shù)值研究將為研究LNG船舶風(fēng)載荷的數(shù)值方法和網(wǎng)格劃分方法奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并可以提高LNG船舶風(fēng)載荷數(shù)值預(yù)報(bào)精度，同時(shí)對(duì)改進(jìn)和提升LNG船舶操縱性能和安全航行有重要作用。因此本文基于粘流理論，利用Fluent計(jì)算平臺(tái)，對(duì)多組合半

2、球體繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。
　　本文對(duì)組合半球體進(jìn)行了三維建模和計(jì)算域的設(shè)定，為驗(yàn)證選取的網(wǎng)格劃分方法和數(shù)值方法的可靠性及穩(wěn)定性，對(duì)雷諾數(shù)Re=2×106下的半球體繞流進(jìn)行數(shù)值模擬，并將數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確定了網(wǎng)格劃分方法和Realizable k-ε湍流模型對(duì)組合半球體進(jìn)行數(shù)值模擬。然后以大氣邊界層指數(shù)律模擬現(xiàn)實(shí)風(fēng)場(chǎng)情況，對(duì)雷諾數(shù)Re=8×106、Re=4×107和Re=7.2×107時(shí)的單組合半球體繞流、雙

3、組合半球體串列繞流、三組合半球體串列繞流和四組合半球體串列繞流進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，得到了多組合半球體繞流特征，并應(yīng)用此方法對(duì)LNG船舶周圍風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，當(dāng)單組合半球體繞流時(shí)，流場(chǎng)特征基本相似，雷諾數(shù)變化對(duì)回流區(qū)寬度和邊界層分離點(diǎn)位置影響較小，阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)增加而增加;當(dāng)多組合半球體串列繞流時(shí)，流線開(kāi)始從兩組合半球體之間的間隙穿過(guò)，從下游組合半球體的另一側(cè)流向下游，大尺度渦依然形成于組合半球體的后半部?jī)蓚?cè)和背部。大尺度渦